【摘 要】對污水處理自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計思路和設(shè)計要求進行了說明，并對自動化控制系統(tǒng)的組成、實現(xiàn)以及功能擴展作了初步的探討，提出了自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用于污水處理對環(huán)境管理和環(huán)保產(chǎn)業(yè)提升的現(xiàn)實意義。

【關(guān)鍵詞】污水處理 自動化控制系統(tǒng) PLC控制

近年來，隨著計算機與自動化控制技術(shù)的發(fā)展以及各種繼電器、傳感器等電氣設(shè)備的改進和發(fā)展，采用現(xiàn)代先進控制技術(shù)和計算機技術(shù)應(yīng)用于污水處理，為實現(xiàn)污水處理系統(tǒng)的高質(zhì)量、低消耗、穩(wěn)定可靠的運行提供了手段，同時也使污水處理技術(shù)得到長足的發(fā)展和應(yīng)用。

一、污水處理自動化控制的作用

采用成熟先進的自動控制技術(shù)和計算機技術(shù)應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域，對污水處理的整個過程進行實時監(jiān)督和控制，構(gòu)成計算機監(jiān)督、控制、管理系統(tǒng)，使系統(tǒng)優(yōu)化運行，達到降低系統(tǒng)運行成本，保證污水排放質(zhì)量，實現(xiàn)少人或無人值守等目標。同時，污水處理自動化的實現(xiàn)，也為環(huán)保部門完善在線監(jiān)控的管理提供了技術(shù)上的保障。

二、污水處理自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用的現(xiàn)狀

由于資金不足、技術(shù)力量薄弱等原因，大多中小型污水處理廠的自動化水平很低，污水處理系統(tǒng)的運行與管理過程中采用的檢測儀表大多為國產(chǎn)的離線儀表，監(jiān)測手段也是通過取樣后測量，以測量結(jié)果調(diào)整污水處理系統(tǒng)的運行狀態(tài)。這種非連續(xù)性監(jiān)測，設(shè)備狀態(tài)滯后調(diào)整的運行管理方式，導(dǎo)致系統(tǒng)運行效果不穩(wěn)定。

在一些大型的污水處理工程中，在資金投人保證的前提下，通常以成套引人國外先進設(shè)備及技術(shù)或在借鑒國外先進技術(shù)和經(jīng)驗基礎(chǔ)上自行研發(fā)等方式，實現(xiàn)污水處理系統(tǒng)的自動化控制，自動化程度高，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，能夠使處理效果得到保證。

三、污水處理自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計思路和設(shè)計要求

（一）污水處理自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計思路。根據(jù)污水處理的不同工藝要求，首先對污水處理各功能單元的控制要求作全面的整體模塊化結(jié)構(gòu)表達，同時根據(jù)處理工藝過程中的不同要求，確定工作內(nèi)容，調(diào)整相應(yīng)模塊，使工藝過程得到優(yōu)化和保護。各模塊之間可以相互協(xié)調(diào)，并能實現(xiàn)系統(tǒng)的中央控制。

（二）污水處理自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計要求。污水處理自動化系統(tǒng)不僅要求具有良好的安全性、可靠性和穩(wěn)定性等基本要求，還應(yīng)考慮系統(tǒng)操作與維護的方便性，并能在傳統(tǒng)的自動化控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加入以優(yōu)化處理效果和節(jié)省運行費用為目標的優(yōu)化控制。實現(xiàn)系統(tǒng)自動化的設(shè)計模塊包括以下3個方面的內(nèi)容：時序控制模塊、反饋控制模塊、其它模塊。

四、污水處理自動化控制系統(tǒng)的組成

（一）PLC的應(yīng)用。污水處理過程的共同特點是開關(guān)多，模擬量少，以邏輯順序控制為主，閉路回路控制為輔?？删幊炭刂破鳎≒LC）因其可靠性和較高的性價比在各行業(yè)的控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)品從可以控制幾十點的小型PLC到上千點的大型PLC，而且其總線網(wǎng)絡(luò)能力越來越強，可方便的與上位機組成控制系統(tǒng)。結(jié)合污水處理的特點，PLC控制在污水處理控制系統(tǒng)中也得到廣泛應(yīng)用。

（二）系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)組成。從污水處理的可靠性、易維護性、經(jīng)濟性等要求出發(fā)，根據(jù)集中管理、控制分散的原則，自動化系統(tǒng)通常采用分布式（采集型）計算機測控管理系統(tǒng)。其控制結(jié)構(gòu)由3層組成：中央控制層（遠程監(jiān)控）、現(xiàn)場控制層、就地手動層。

（三）系統(tǒng)的故障與警報單元。污水處理自動化控制系統(tǒng)的復(fù)雜性決定了其系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性也高。這要求系統(tǒng)能及時、準確地檢測、顯示故障并發(fā)出警報信號，這是自動化控制系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分。

五、自動化控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

（一）系統(tǒng)的硬件。系統(tǒng)的硬件由監(jiān)控管理計算機（上位機）、PLC（可編程控制器）、電氣控制柜、現(xiàn)場監(jiān)測儀表等組成。監(jiān)控管理計算機包括計算機、不間斷電源、模擬屏、打印機、顯示器等。現(xiàn)在國內(nèi)應(yīng)用于自動化控制系統(tǒng)的PLC產(chǎn)品絕大多數(shù)采用AB、MODICON、SIEMENS3種品牌。系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)的常見設(shè)備有：計量泵、液位控制的浮球開關(guān)、電磁流量計、電動蝶閥等。在線監(jiān)測常見的儀表有：PH計、液位計、SS計、Do計、MlSS計、流量計、COD在線監(jiān)測計等。

（二）系統(tǒng)的軟件組成。目前系統(tǒng)人機界面開發(fā)軟件除了流行的INToucH、KINGVIEW（組態(tài)王）之外，還有PLC廠家開發(fā)的Rsview、winCC等。國內(nèi)自動化系統(tǒng)基本上都在Windows或NT上開發(fā)運行，常用于Windows和NT上的數(shù)據(jù)庫引擎有sQLserver、MysQL、Intethase等。

六、自動化控制系統(tǒng)的功能擴展

（一）上位機的功能擴展。由于PLC存在缺乏對眾多模擬量數(shù)據(jù)采集和綜合控制的特點，所以單純的PLC無法實現(xiàn)污水處理的最佳控制，這為上位機的功能擴展提供了可能。在PLC保證基本控制功能的同時，運用歷史數(shù)據(jù)和運行經(jīng)驗，通過將模擬數(shù)據(jù)與實際運行數(shù)據(jù)對比分析，可以獲得污水處理工藝的優(yōu)化參數(shù)，用上位機將現(xiàn)有的自動化系統(tǒng)開發(fā)擴展成為一個包含動態(tài)模擬與優(yōu)化控制的模擬優(yōu)化系統(tǒng)，進一步提高處理的自動化水平，達到最佳控制狀態(tài)。

（二）系統(tǒng)的規(guī)模擴展。由于PCL模塊化的功能，軟件又采用統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)，若處理規(guī)模加大，只需增加相應(yīng)的功能模塊，增加適當?shù)能浖δ芫涂梢栽谳^少的投人下，很方便地實現(xiàn)規(guī)模擴展。

（三）遠程網(wǎng)絡(luò)的功能擴展。利用自動化控制系統(tǒng)采用以數(shù)據(jù)庫為核心的特點，利用目前流行的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（如ASP、PHP等），可實現(xiàn)系統(tǒng)基于Intemet的遠程自動化控制，這為環(huán)保職能部門實現(xiàn)在線監(jiān)控提供了技術(shù)上的可行性。

我國的污水處理領(lǐng)域還處于初級階段，自動化程度低是一個主要的原因。隨著我國生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，國家和地方政府在環(huán)保方面的相關(guān)投人的不斷加大，提高污水處理的自動化程度已成為污水治理工程中一個廣闊的拓展領(lǐng)域，也成為提高污水治理水平的一個重要組成部分。污水處理自動化控制系統(tǒng)的完備有利于環(huán)保部門的污染源監(jiān)控與管理，提高環(huán)保執(zhí)法效率。應(yīng)提高相關(guān)自動化設(shè)備國產(chǎn)化率和自控軟件的自主研發(fā)，從而節(jié)省因進口國外產(chǎn)品而花費的大量資金，降低污水處理的投資成本，提高污水處理工程的設(shè)計和運行水平，同時也為國內(nèi)環(huán)保產(chǎn)業(yè)提供了巨大的商機，推動我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)向高水平、高層次發(fā)展。

參考文獻：

[1]BHI中國擬在建項目（部分）[J]. 鋼管. 2009（01）